JP2002536278A

JP2002536278A - 固体粒子及びバインダーを含有するソリッドステート組成物

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Publication number: JP2002536278A
Application number: JP2000597238A
Authority: JP
Inventors: マリヌス・ヨハンネス・レインホウト
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2002-10-29
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: KR20010105341A; TWI235739B; PL192951B1; PL349098A1; BR0007942B1; SA99200831B1; EP1147068B1; CO5111033A1; DE60003389D1; CA2361661C; JP4443770B2; CN1342134A; EP1147068A1; DK1147068T3; NO20013652L; ATE243174T1; ES2200833T3; NO332482B1; US6749678B1; NZ513112A

Abstract

(57)【要約】固体粒子と炭化水素質バインダーとからなり、前記バインダーは、（ｉ）芳香族炭素を少なくとも６０％含有するアスファルテンをバインダー全量に対し１５〜９５重量％、及び（ｉｉ）別の炭化水素をバインダー全量に対し５〜８５重量％含有する、但し前記固体粒子は炭素粒子単独であることはない、曲げ強度が少なくとも０．５Ｎ／ｍｍ²であるソリッドステート組成物；該組成物の製造方法、該組成物の建造物での使用、該組成物を含有する建設要素、及び該建設要素を含む建造物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、固体粒子及びバインダーを含有するソリッドステート組成物に関す
る。更に本発明は、このような組成物の製造方法、該組成物の建造物（ｃｏｎｓ
ｔｒｕｃｔｉｏｎ）での使用、該組成物を含む建設要素、及びこのような建設要
素を含む建造物に関する。

【０００２】石油コークス、カーボンブラック又はアンスラサイト石炭のような炭素粒子を
、コールタールピッチ及び石油ピッチのようなバインダー材と混合し、これらの
混合物をモールド成形するか押出し後、炉中、８００〜１４００℃の温度でベー
クして成形することが知られている（Ｋｉｒｋ−ＯｔｈｍｅｒＥｎｃｙｃｌｏ
ｐｅｄｉａｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３編、第４巻
、５５７頁）。ＵＳ−Ａ−４，９６１，８３７には、アルミニウム及びスチール工業用の電極
を製造するため、カーボンブラック結着用の特別な石油ピッチが記載されている
。この石油ピッチは供給原料を予備加熱し、この予備加熱した原料をソーカー（
ｓｏａｋｅｒ）に供給して縮合及び重合を促進させ、次いで電極の製造でバイン
ダーとしての使用に適した品質の石油タールピッチを分離することにより得られ
たものである。両文献とも、これらのバインダーを炭素粒子と併用することを教示しているだ
けである。

【０００３】ＵＳ−Ａ−５，７５９，２５０には、道路の床土台に極硬質ビチューメンバイ
ンダーを使用することが記載されている。好ましいビチューメンは、直接蒸留で
製造した硬質ベースから得られた透過性（ｐｅｎｅｔｒａｂｉｌｉｔｙ）１５〜
２５のビチューメンと、重油の蒸留、或いは接触分解又は熱分解のような方法で
得られた生成物の蒸留による重質留分とのブレンドである。これらのビチューメ
ンバインダーは充分な接着特性がなく、またビチューメンから作ったアスファル
トでは孔や粗さのない平滑な閉鎖面を形成できないため、道路の床土台層に使用
できるだけであると述べている。更に、これらの土台層は、良好な熱保護を得る
ために、上層で被覆する必要があると記載されている。意外にも我々は、今回、良好な接着特性を保持しながら、硬質が可能なバイン
ダーを見い出した。日本の公開特許出願Ｎｏ．６１−８９２１５には、ナフサの熱分解で作った残
査油から高分子量の多環式芳香族ポリマーを選択的に分離する方法が記載されて
いる。このポリマーは、現在の石英粉の欠点を克服する鋳物砂用補助材として好
適であると記載されている。鋳物砂での結合作用についての最良の例は、粒子界面でのくさびとブロックと
の結合例である。この結合作用は、粒子同士を互いに接着させる膠又は接着剤の
結合作用ではない（Ｋｉｒｋ−ＯｔｈｍｅｒＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆ
ＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第３編、第６巻、２１３頁）。し
たがって、鋳物砂の曲げ強度は、０Ｎ／ｍｍ²に近づく。本発明の組成物は、
曲げ強度が少なくとも０．５Ｎ／ｍｍ²であるという点で鋳物砂とは異なる。本発明のソリッドステート組成物は、少なくとも０．５Ｎ／ｍｍ²の曲げ強度
を有し、固体粒子７０〜９９重量％及び炭化水素質バインダー３０〜１重量％を
含有する。前記バインダーは、（ｉ）芳香族炭素を少なくとも６０％含有するア
スファルテンをバインダー全体に対し１５〜９５重量％、及び（ｉｉ）別の炭化
水素をバインダー全体に対し５〜８５重量％含有する。但し前記固体粒子は炭素
粒子単独であることはない。

【０００４】固体粒子及び炭化水素質バインダーの量は、組成物全体の量を基準とする。本発明の炭化水素質バインダーは、一般に廃棄生成物とみなされている。これ
は、通常、アノードのバインダー材として又は燃料油の一部として以外には何の
魅力的な利用もないと考えられている。意外にも本発明の組成物は、良好な曲げ強度を持っていることが観察された。
更に本発明の組成物は、任意に塩及び／又は酸を含む水に曝した後も曲げ強度を
比較的充分に保持することが観察された。更に本発明の組成物は、所定の熱処理によるか、或いは製造中及び／又は熱保
存中、高温に維持することにより、一層硬質となり得ることが見い出された。更
にまた、これにより組成物の曲げ強度を増大させることが見い出された。曲げ強度は、ＮＥＮ７０１４“ＮｅｄｅｒｌａｎｄｓＮｏｒｍａｌｉｓａ
ｔｉｅＩｎｓｔｉｔｕｕｔ”，第２編、８／１９７４に従って測定する。炭化水素質バインダー中のアスファルテンの量はＩＰ１４３／９６に従って
測定する。アスファルテン中に存在する芳香族炭素原子の百分率は、ＩＰ１４３／９６
に記載されるように、バインダー中のアスファルテンを分離し、このアスファル
テンの試料を二硫化炭素又はクロロホルムに溶解し、次に芳香族炭素の百分率を
Ｈ及び¹³ＣＮＭＲにより評価することにより測定する。

【０００５】本発明は更に、固体粒子７０〜９９重量％及び溶融炭化水素質バインダー３０
〜１重量％を混合し、但し、前記バインダーは、（ｉ）芳香族炭素を少なくとも
６０％含有するアスファルテンをバインダー全体に対し１５〜９５重量％、及び
（ｉｉ）別の炭化水素をバインダー全体に対し５〜８５重量％含有する、次いで
得られた混合物を固化する、但し前記固体粒子は炭素粒子単独であることはない
、ことからなる本発明組成物の製造方法に関する。本発明は更に、本発明組成物の建造物への使用、このような組成物を含む建設
要素、及びこのような建設要素を含む建造物に関する。本発明のソリッドステート組成物は、ＩＰ１４３／９６により決定したアス
ファルテンをバインダー全体に対し１５〜９５重量％含む炭化水素質バインダー
を含有する。アスファルテンは、水素、炭素及び任意に他の原子からなる。特に
このアスファルテンは、水素及び炭素以外の原子、更に詳しくは、硫黄、窒素及
び酸素を、アスファルテンに対し１５重量％以下、好ましくは多くとも１２重量
％、最も好ましくは多くとも１０重量％含有できる。炭化水素質バインダーは、別の炭化水素を５〜８５重量％含有する。別の炭化
水素は、ＩＰ１４３／９６に従って決定したアスファルテン以外の化合物であ
る。この別の炭化水素は、水素、炭素及び任意に他の原子からなる。一般に、別
の炭化水素は、水素及び炭素以外の原子、更に詳しくは、硫黄、窒素及び酸素を
、この別の炭化水素に対し１５重量％以下、好ましくは多くとも１２重量％、最
も好ましくは多くとも１０重量％含有できる。

【０００６】バインダーは、アスファルテンをバインダー全体に対し少なくとも２０重量％
含有することが好ましい。更に好ましくは、炭化水素質バインダーは、アスファ
ルテンを少なくとも２５重量％含有する。アスファルテンの量は、９５重量％以
下、好ましくは７０重量％以下、更に好ましくは６０重量％以下、更に好ましく
は５０重量％以下、更に好ましくは４５重量％以下、最も好ましくは多くとも４
０重量％である。炭化水素質バインダーの残りは、別の炭化水素である。炭化水素質バインダーは、例えばコールタール又は熱分解した残査留分の熱処
理による完全炭化（乾留）後に生成するような炭素だけで構成されるものではな
い。コールタールピッチは、アスファルテンの含有量が少ない点で本炭化水素質バ
インダーとは異なる。コールタールピッチ中のアスファルテンの量は通常、１０
重量％未満である。更に、コールタールピッチは、芳香族環が４又は５個の、有
害なポリ芳香族化合物を相当量含んでいる。本発明のバインダーは一般に、４又
は５個の芳香族環を有するポリ芳香族化合物の含有量が非常に少ない。一般に、
本発明のバインダー中の、４又は５個の芳香族環を有する有害なポリ芳香族化合
物の含有量は、２重量％未満、更に特に１重量％未満、更に特に０．５重量％未
満である。これらポリ芳香族化合物の量は、バインダー量を基準とし、Ｊ．Ｂｌ
ｏｍｂｅｒｇ等，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙＡ，
８４９（１９９９），４８３〜４９４頁の論文に記載された高解像度ガスクロマ
トグラフィーで測定する。

【０００７】炭化水素質バインダーは１〜３０重量％の量で存在する。好ましくは、炭化水
素質バインダーは少なくとも２重量％の量、更に好ましくは少なくとも３重量％
の量、最も好ましくは少なくとも４重量％の量で存在する。好ましくは、炭化水
素質バインダーは１５重量％以下の量、更に好ましくは１０重量％以下の量、最
も好ましくは８重量％以下の量で存在する。炭化水素質バインダーは、２０℃以下で固体のバインダーであることが望まし
い。一般に、炭化水素質バインダーは、その針入度（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）
が、２５℃でＡＳＴＭＤ５に従って測定できるような粘弾性挙動を示す。好ま
しくは、炭化水素質バインダーは、２５℃で多くとも３０ｄｍｍ、更に好ましく
は多くとも２０ｄｍｍ、更に好ましくは多くとも１５ｄｍｍ、更に好ましくは多
くとも１０ｄｍｍ、最も好ましくは１０ｄｍｍ未満の針入度を有する。更にこの
炭化水素質バインダーは、２５℃で好ましくは少なくとも０．１ｄｍｍ、更に好
ましくは少なくとも１ｄｍｍ、更に好ましくは少なくとも２ｄｍｍ、最も好まし
くは少なくとも４ｄｍｍの針入度を有する。２ｄｍｍ未満の針入度値は、４０℃で測定し、次にその結果を外挿法で推定す
ることにより測定できる。

【０００８】本発明の炭化水素質バインダーは、ＡＳＴＭＤ３６のリング及びボールテ
ストに従って測定した軟化点が好ましくは多くとも１６０℃、更に好ましくは多
くとも１５０℃、更に好ましくは多くとも１２０℃、最も好ましくは多くとも１
００℃である。本発明の炭化水素質バインダーは、得られるバインダーが上記要件を満足する
限り、当該技術分野に精通する者にとって自明ないかなる方法でも製造可能であ
る。この炭化水素質バインダーは、炭化水素を熱分解することにより製造できる。
残査の炭化水素留分は、熱分解することが好ましい。この熱分解生成物は、同様
に、又は前記要件を満足する限り他のいずれかの炭化水素留分と組合せて使用で
きる。炭化水素質バインダーは、炭化水素の熱分解によって得られた生成物の少なく
とも一部からなることが好ましい。最も好ましくは、炭化水素質バインダーは、
炭化水素の熱分解によって得られた生成物からなる。このような場合、熱分解生
成物の一部を使用できるが、バインダーは、熱分解した生成物を含有するだけで
ある。

【０００９】熱分解は、炭化水素留分を３５０〜５００℃の温度に予備加熱し、この予備加
熱した油を熱分解を起こすような条件に維持し、次いで１種以上の軽質留分を分
離することにより行なうことが好ましい。残査留分の熱分解は通常、３００〜６
００℃の温度で行う。圧力は、１〜１００×１０⁵Ｎ／ｍ²（バール）の範囲、
好ましくは２〜２０×１０⁵Ｎ／ｍ²（バール）の範囲でよい。熱分解は、ソー
カー中で行うことが好ましい。こうして熱分解した生成物は、バインダーとして
使用できるか、或いは熱分解生成物の一部だけであってよい。後者の場合、バイ
ンダーは、何らかの好適な方法で熱分解生成物から分離する。バインダーは、好
ましくはフラッシュ蒸留、更に好ましくは真空フラッシュ蒸留によって軽質留分
を分離することにより製造される。炭化水素質バインダーが得られる他の方法は、任意に水添脱金属した後、残査
留分を２００〜４５０℃の範囲の温度及び５０〜２００×１０⁵Ｎ／ｍ²（バー
ル）の範囲の圧力で水添転化する方法である。水添転化は、水添脱硫が好ましい
。更に、炭化水素質バインダーは、種々の炭化水素留分を混合することにより得
ることができる。魅力的な方法は、固体粒子及び炭化水素を含む組成物、例えば
油汚染土壌又はタールサンドを含む固体を、最終組成物が本発明の組成物となる
ような別の炭化水素と混合する方法である。油汚染土壌には、砂、石及び／又は
木材を含有させる。

【００１０】原則として、好適なものであればいかなる固体粒子も本発明の組成物に使用で
きる。固体粒子は炭化水素質バインダーとは異なるものでなければならない。更
に固体粒子は、炭素粒子単独ではない。使用可能な固体粒子の非限定的な例としては、鉱物粒子、セメント、コンクリ
ート屑、リサイクルアスファルト、リサイクルタイヤ、粘土、古い砂、ゼオライ
トやパーライトのような多孔質粒子、貝殻、潰れた貝殻、使用済み触媒、葉や骨
のような有機廃棄物、フライアッシュ、ゴム、ポリマー、チップ、フレーク及び
／又は繊維のような木材粒子、及びアルミナのような金属粒子が挙げられる。特
に良好な結果を与える固体粒子は、貝殻、鉱物粒子及び／又は木材粒子である。固体粒子は好ましくは、炭素を含まない化合物である無機化合物を、固体粒子
の量に対し少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％含有する。固
体粒子は無機化合物であることが最も好ましい。固体粒子は、粒度が多くとも６３μｍの粒子（いわゆる充填剤）と、粒度が６
３μｍ〜２ｍｍの粒子（いわゆる砂）と、粒度が２〜８ｍｍ、好ましくは４〜８
ｍｍの粒子（いわゆる石）と、任意にこれよりも大きい粒度を有する粒子との組
合せであることが好ましい。粒度の測定は、指定の大きさの開口を有するふるい
でふるい分けして行う。充填剤、砂及び石の各量は、固体粒子全量に対し１０〜
５０重量％の範囲である（組合せは合計で１００重量％）。粒度が８ｍｍを越え
る固体粒子は、更に大きい対象物を作る場合に存在することが好ましい。特に良
好な結果は、シリカ及び／又はアルミナ含有固体粒子を含む組成物で得られた。
シリカ含有固体粒子は曲げ強度の大きい組成物を提供することが見い出された。
アルミナ含有固体粒子を含む組成物は、圧縮強度が大きいことが見い出された。
本組成物は、好ましくはシリカ及び／又はアルミナを、固体粒子の量に対し１〜
１００重量％、更に好ましくはシリカを１〜１００重量％、更に好ましくはシリ
カを５〜９０％、更に好ましくはシリカを１０〜７０％含有する。

【００１１】固体粒子は石英を含有することが特に好ましい。石英は、シリカからなる。本
組成物は、好ましくは石英を固体粒子の量に対し２０〜９５重量％、更に好まし
くは３０〜９０重量％含有する。組成物を導電性にするために、本組成物は更に、導電性固体粒子、好ましくは
フレーク又は繊維のようなグラファイト粒子を含有できる。本組成物は、好まし
くは導電性固体粒子を組成物全体に対し０〜４０重量％、好ましくは５〜２０重
量％含有できる。組成物中の導電性材料の量を調整することにより、電気抵抗性
の組成物から導電性組成物までの範囲の組成物を製造することが可能である。更に本発明の組成物は、鉄粒子のような磁性材料を含有できる。このようにし
て、磁性組成物が得られる。本組成物を熱絶縁用に用いるものならば、組成物は、熱絶縁特性を増大させる
固体粒子を含有できる。本組成物が、伝熱用に用いるものならば、伝熱特性を増
大させる固体粒子を含有できる。本組成物が音絶縁又は音減衰用に用いるものな
らば、組成物は、音絶縁及び／又は音減衰特性を増大させる固体粒子を含有でき
る。

【００１２】本発明の組成物中に木材が存在するならば、本組成物は、木材粒子を組成物全
体に対し１〜９７重量％含有することが好ましい。木材粒子は、処理又は未処理
の繊維、チップ、フレーク及び／又は粉末の状態で存在できる。このような組成
物は、ボードの製造用として特に好適である。本組成物は、木材粒子、好ましく
は繊維を組成物全体に対し少なくとも５重量％、更に好ましくは少なくとも１０
重量％含有することが好ましい。本組成物は木材粒子、好ましくは繊維を組成物
全量に対し多くとも８０重量％、更に好ましくは多くとも７０重量％含有するこ
とが好ましい。本発明の組成物は、周囲の温度で固体である。固体粒子と炭化水素質バインダ
ーとの組合せは、好ましくは８０℃以上、更に好ましくは１１０℃以上で液体と
なる。本発明の組成物は、少なくとも０．５Ｎ／ｍｍ²の曲げ強度を有する。良好な
曲げ強度は、本組成物を建設要素に用いる際に有利である。曲げ強度は好ましく
は少なくとも３Ｎ／ｍｍ²、更に好ましくは４Ｎ／ｍｍ²、更に好ましくは５Ｎ
／ｍｍ²、最も好ましくは６Ｎ／ｍｍ²である。曲げ強度は、ＮＥＮ７０１４
，“ＮｅｄｅｒｌａｎｄｓＮｏｒｍａｌｉｓａｔｉｅＩｎｓｔｉｔｕｕｔ”
第２編、８／１９７４に従って測定する。多くの用途には、少なくとも０．５Ｎ
／ｍｍ²という小さい曲げ強度で充分である。

【００１３】本発明の組成物を用いると、良好な圧縮強度が得られることが見い出された。
これは本発明の組成物を建設要素に用いる際に有利である。１９９０年に改訂さ
れたＥｕｒｏｐｅａｎＦｅｄｅｒａｔｉｏｎｏｆＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
ｒｓｏｆＲｅｆｒａｃｔｏｒｙＰｒｏｄｕｃｔｓのＩＳＯ／Ｒ８３６、
ＰＲＥ／Ｒ１４−１に従って測定して得られる圧縮強度は、５Ｎ／ｍｍ²以上
、好ましくは１０Ｎ／ｍｍ²以上、更に好ましくは１５Ｎ／ｍｍ²以上である。
グラファイトが存在すると、圧縮強度を増大させることが見い出された。しかし
、多くの用途にはこのような大きい圧縮強度は必要ない。本発明の組成物は、好ましくは多くとも３％、更に好ましくは多くとも２．５
％、最も好ましくは多くとも２．０％の気孔率を有する。気孔率は、“Ｓｔａｎ
ｄａａｒｄＲｅｇｅｌｇｅｖｉｎｇＡｄｖｉｓｅｒｉｎｇＷｅｇｅｎｂｏ
ｕｗ”，１９９５，ｔｅｓｔ６７に従って測定する。しかし多くの用途には、
このような低い気孔率は必要ない。本発明の組成物が高い気孔率であってよい場
合の用途の一つは、低密度組成物である。このような特定組成物の場合、密度は
多くとも１０００ｋｇ／ｃｍ³である。

【００１４】本発明の組成物は、所定の熱処理によるか、或いは製造中及び／又は熱保存中
、高温に維持することにより、一層硬質となり得ることが観察された。この特定
種類の硬化試験法は、ＲＴＦＯＴ（ＡＳＴＭＤ２８７２）である。幾つかの
試験では、本発明組成物の針入度は、元の針入度値の５０％以下と低かった。更
にこの熱処理により曲げ強度が増大することが観察された。熱処理は、組成物を少なくとも７０℃、好ましくは少なくとも１００℃、更に
好ましくは少なくとも１３０℃、更に好ましくは少なくとも１５０℃、更に好ま
しくは少なくとも２００℃で、少なくとも０．２５時間、更に好ましくは少なく
とも０．５時間、更に好ましくは少なくとも１時間加熱できる。温度は、多くと
も３００℃が好ましく、また時間は多くとも３時間が好ましい。これよりも高い
温度及び長い時間も適用できるが、通常、経済的理由から魅力的ではない。炭化水素質バインダーの特性を改良するために、本発明の組成物は、硬度、曲
げ強度及び／又は接着力を増大する従来の添加剤を含有できる。本発明の組成物
は、鉄及び／又は１種以上の鉄含有化合物を炭化水素質バインダー量に対し、好
ましくは３重量％以下、更に好ましくは０．００１〜１重量％含有する。この鉄
塩としては、酸化鉄が最も好ましい。鉄及び／又は鉄化合物は同時に顔料として
作用し得る。更に、本発明の組成物には硬化を促進するためラジカル発生性化合物を組み入
れることができる。この組み入れ可能な化合物は、ポリエテン及び（使用済み）
触媒微粉のようなポリマーである。

【００１５】本発明の組成物は別に、最終生成物の特性を変化させ、及び／又は組成物及び
／又は最終生成物の製造を容易にする化合物を含有する。存在可能な別の化合物
の非限定的な例は、重質パラフィン、硫黄、ポリエチレン、ポリプロピレン、エ
チレン酢酸ビニル、ＷＯ９６／２８５１３に記載されるような、利用可能なエ
ポキシ基を含有するエラストマー及びポリマーである。本発明組成物の外観は、用途に応じて変化し得る。組成物の色を変化させるた
め、従来の顔料がいずれも使用できる。一層平滑な表面を得るため、当該技術分
野に精通する者にとって公知のように、組成物の表面を火炎で処理するか、或い
は固体粒子の大きさを調整することができる。組成物、更に特に建設要素の外観
を向上するために、表面を密蝋、石油ワックス、合成ワックス、磨き剤含有シリ
コーンのようなワックス又はワックス状材料で処理できる。本発明の組成物は、いかなる好適な方法でも製造できる。炭化水素質バインダ
ーを懸濁液又はエマルジョンとし、次いでこれを固体粒子と混合することは、任
意に可能である。固体粒子を溶融した炭化水素質バインダーと混合し、例えば所
要のアスファルテンを含有する炭化水素質バインダーを溶融し、次いで、冷たい
か暖かい固体粒子と混合するか、或いは熱い固体粒子を熱いか冷たい炭化水素質
バインダーと混合することが好ましい。更に、溶融炭化水素質バインダーを固体
粒子と混合することができるし、また混合物の熱処理中に所要のアスファルテン
を現場で形成することができる。

【００１６】本発明による組成物又は建設要素の有利な製造方法は、炭化水素質バインダー
を、任意に固体粒子と一緒に、粒子含有バインダーの状態で、更に特に粒子又は
粉末を含有するバインダーの状態で使用する。固体粒子は、粒子含有バインダー
中に存在しなくてもよいし、一部又は全部存在してもよい。粒子含有バインダー
は、輸送又は製造中、容易に使用される。特にバインダーが比較的硬く、例えば
針入度が比較的小さい場合に粒子含有バインダーを使用すると、有利であり、こ
の場合、粒子同士が引っ付くことはない。このような粒子含有バインダーは更に
顔料のような添加剤を含有できる。

【００１７】本発明の組成物は、ビルディングのような建造物に使用するのに特に好適であ
る。したがって、本発明は更に本発明の組成物を含む建設要素に関する。本発明
の組成物は、コンクリートの代替に特に好適である。建設要素は、固定寸法の自
蔵成分で、建造物に使用される。建設要素としてはビルディング要素がある。好
ましい建設要素は、パイプ、タイル、屋根タイル、舗装用石、敷石、煉瓦、土台
、ボード、樋及び／又は導管である。道路表面、床及び屋根は、建設要素ではな
い。建設要素の寸法は、好ましくは多くとも５ｍ×多くとも５ｍ×多くとも４０
ｍ、更に特に多くとも１ｍ×多くとも１ｍ×多くとも２ｍである。この要素の寸
法は、好ましくは多くとも１ｍ×多くとも１ｍ×多くとも０．５ｍである。この
要素の寸法は、最も好ましくは、多くとも２０ｃｍ×多くとも２０ｃｍ×多くと
も１０ｃｍである。建設要素はブロックであることが好ましい。本発明の組成物
は、良好な曲げ強度、特に任意に塩及び／又は（強）酸を含む水に曝した後に維
持される良好な曲げ強度、更に特に高温に曝した場合のこのような曲げ強度の点
から、舗装用石に使用するのに特に好適である。

【００１８】本発明の組成物を含む建設要素は、更にリサイクル可能という利点を有する。本発明は更に本発明の組成物を含むビルディング等の建造物に関する。本発明の組成物及び建設要素は、その安定性のため戸外で使用するのに特に好
適である。耐力（ｌｏａｄ−ｃａｒｒｙｉｎｇ）特性を向上させるため、本組成物はスチ
ール棒、スチール織布、ポリマー、ガラス繊維、カーボン繊維、カーボンフレー
ク及び／又はカーボン織布のような補強材を含有できる。

【００１９】

【実施例】

全ての例において、曲げ強度は、“ＮｅｄｅｒｌａｎｄｓＮｏｒｍａｌｉｓ
ａｔｉｅＩｎｓｔｉｔｕｕｔ”、第２編、８／１９７４のＮＥＮ７０１４に
従って測定した。圧縮強度は、１９９０年に改訂されたＥｕｒｏｐｅａｎＦｅｄｅｒａｔｉｏ
ｎｏｆＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓｏｆＲｅｆｒａｃｔｏｒｙＰｒｏ
ｄｕｃｔｓのＩＳＯ／Ｒ８３６、ＰＲＥ／Ｒ１４−１に従って測定した。気孔率は、“ＳｔａｎｄａａｒｄＲｅｇｅｌｇｅｖｉｎｇＡｄｖｉｓｅｒ
ｉｎｇＷｅｇｅｎｂｏｕｗ”，１９９５，ｔｅｓｔ６７に従って測定した。適用した“マーシャル（Ｍａｒｓｈａｌｌ）法”は、“Ｓｔａｎｄａａｒｄ
ＲｅｇｅｌｇｅｖｉｎｇＡｄｖｉｓｅｒｉｎｇＷｅｇｅｎｂｏｕｗ”，１９
９５，ｔｅｓｔ４７（１１１−１１９頁）に記載されている。但し、固体粒子
の各バッチの粒度分布を測定し、また鉱物骨材（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）を別々の
画分に分離する代わりに、異なるバッチを組合せて所望の粒度分布を得た点で異
なる。アスファルテンは、ＩＰ１４３／９６に記載されたとおりに分離した。アスファルテン中の芳香族炭素の量は、Ｈ及び¹³ＣＮＭＲ測定法で決定した
。針入度は、ＡＳＴＭＤ５（２５℃）に従って測定した。

【００２０】例１５２０℃以上の沸点を有する中東産の残査留分を熱分解し、次いで生成物を真
空フラッシュして軽質留分を除去することにより、炭化水素質バインダーを得た
。得られたバインダーは、大気条件下では５２０℃以上の沸点を有するものであ
る。この炭化水素質バインダーは、アスファルテンを２４．９重量％含有していた
。このアスファルテンは、芳香族環中に炭素原子を６４．６重量％有していた。
また、この炭化水素質バインダーは、別の炭化水素を７５．１重量％含有してい
た。この炭化水素質バインダーの針入度は、７ｄｍｍであった。この炭化水素質バインダー（７．６８重量％）を１８０℃の温度に溶融、加熱
し、充填剤（粒度６３μｍ未満）２０．２７重量％、砂（粒度６３μｍ〜２ｍｍ
）３９．８６重量％及び石（粒度４〜８ｍｍ、オランダの砕いた川砂利）３９．
８７重量％と混合した。上記量は全て、固体粒子の全重量を基準とする。鉱物粒
子は、１８０℃に予備加熱した。混合は、混合装置ｅｘＨｏｂａｒｔにより１８０℃で３分間行った。この温度１８０℃の混合物１．１ｋｇを、高さ８ｃｍ、直径１０．５ｃｍの予
備加熱（１８０℃）したモールドに入れ、マーシャル法に従って円柱状ブロック
を製造した。これらの円柱状ブロックから鋸で切断した厚さ８ｍｍの円盤を試験に使用した
。円盤の曲げ強度は、７．４Ｎ／ｍｍ²であった。気孔率は２．３％であった。別の円盤を１ＭＨＣｌ溶液又は１ＭＮａＣｌ溶液に１〜９週間保存するこ
とにより熟成した。周囲温度の１ＭＨＣｌ溶液中、３週間後の曲げ強度は、４．７Ｎ／ｍｍ²で
あった。周囲温度の１ＭＨＣｌ溶液中、９週間後の曲げ強度は、４．３Ｎ／ｍｍ²で
あった。６０℃の１ＭＮａＣｌ溶液中、１週間後の曲げ強度は、４．７Ｎ／ｍｍ²で
あった。

【００２１】例２混合物の温度を２１０℃とした他は、例１に記載したように、炭化水素質バイ
ンダーを予備加熱した鉱物粒子と混合した。マーシャル法に記載のように、ブロックを製造した。曲げ強度は約４Ｎ／ｍｍ²であった。ブロックの圧縮強度は、１９Ｎ／ｍｍ²であった。

【００２２】例３Ａ例１に記載のようにして製造した、１８０℃の温度を有する、炭化水素質バイ
ンダーと鉱物粒子との混合物４ｋｇを、周囲温度に保持された従来のセメントコ
ンクリートタイル（敷石）モールド（２００×２００×８０ｍｍ）に入れた。タ
イルは、タイル製造機により圧縮時間１２秒で製造した。このタイルの曲げ強度は８．１Ｎ／ｍｍ²、また気孔率は２．４％であった。例３Ｂ混合物を２００℃の温度に保持した他は、例１に記載のようにして製造した、
炭化水素質バインダーと鉱物粒子との混合物４ｋｇを、周囲温度に保持された従
来のセメントコンクリート舗装用石モールド（２００×１００×８０ｍｍ）に入
れた。舗装用石は、従来の舗装用石製造機により圧縮時間１２秒で製造した。曲げ強度は６．１Ｎ／ｍｍ²であった。例３Ｃ例３Ｂに記載したとおりに製造した舗装用石を再び２００℃に加熱し、混合し
、舗装用石モールドに入れ、例３Ｂに記載した方法に従って再び舗装用石を製造
した。曲げ強度は６．３Ｎ／ｍｍ²であることが判った。この方法を再度繰り返した結果、曲げ強度が６．７Ｎ／ｍｍ²の二回リサイク
ルした舗装用石が得られた。

【００２３】例４（比較例）中東産の原油を大気圧で蒸留し、次いで得られた残査を減圧下に蒸留すること
により、ビチューメンバインダーを得た。減圧下の蒸留後に得られた残査は、大
気条件下では５２０℃以上の沸点を有するものであり、また針入度は８０〜１０
０ｄｍｍ、アスファルテン含有率は１１％であった。このアスファルテンは、芳
香族炭素を５３％含有していた。このバインダーを溶融し、１５０〜１６０℃の
温度で混合物を製造するのに使用した。混合物は、充填剤７．１重量％、砂
３６．８重量％、石５６．１重量％及びバインダー５．８重量％を含有して
いた。上記量は全て、固体粒子の全重量を基準としたものである。この混合物１．１ｋｇをマーシャル法により円柱状ブロックの製造に使用した
。このブロックから鋸で切断した厚さ８ｍｍの円盤の曲げ強度は、１．３Ｎ／ｍ
ｍ²であった。ブロックの圧縮強度は、３．７Ｎ／ｍｍ²であった。

【００２４】例５（比較例）米国産の原油を大気圧で蒸留し、次いで、得られた残査を減圧下で蒸留するこ
とにより、ビチューメンバインダーを得た。減圧下の蒸留後に得られた残査は、
大気条件下では５２０℃以上の沸点を有するものであり、また針入度は２３ｄｍ
ｍ、アスファルテン含有量は１１％であった。このアスファルテンは、芳香族炭
素を３５％含有していた。このバインダーを溶融し、混合物の温度を１７０℃とした他は例１に記載した
ように、混合物の製造に使用した。この混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従っ
て標準的なブロックの製造に使用した。このブロックから鋸で切断した厚さ８ｍｍの円盤の曲げ強度は、３．２Ｎ／ｍ
ｍ²であった。気孔率は２．８％であった。

【００２５】例６（比較例）中東産の原油を大気圧下に蒸留し、次いで得られた残査を減圧下に蒸留した。
減圧下の蒸留後に得られた残査は、大気圧下では５２０℃以上の沸点を有するも
のである。この残査をプロパンで抽出した。得られたバインダーは、針入度７ｄ
ｍｍ、アスファルテン含有量１３．２重量％であった。このバインダーを溶融し
、充填剤７．１重量％、砂３６．８重量％、石５６．１重量％及びバイン
ダー５．８重量％を含む混合物の製造に使用した。上記量は全て、固体粒子の
全重量を基準としたものである。この混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した。一
つのブロックを圧縮強度の測定に使用して１１．６Ｎ／ｍｍ²の値を得た。これらの円柱状ブロックから鋸で切断した厚さ８ｍｍの円盤を試験に使用した
。円盤の曲げ強度は７．５Ｎ／ｍｍ²、気孔率は５．６％であった。更に円盤を１ＭＨＣｌ溶液又は１ＭＮａＣｌ溶液中に１〜９週間保存する
ことにより熟成した。周囲温度の１ＭＨＣｌ溶液中、３週間後の曲げ強度は２．９Ｎ／ｍｍ²であ
った。６０℃の１ＭＮａＣｌ溶液中、１週間後の曲げ強度は３Ｎ／ｍｍ²であった
。

【００２６】例７（比較例）例６に記載したバインダー７．６８重量％を充填剤２０．４重量％、砂４
０．１１重量％、純シリカ石（４〜８ｍｍ）３９．５重量％と混合した。上記
量は全て、固体粒子の全量を基準とする。この混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した。このブロックから厚さ８ｍｍの円盤を鋸で切断した。この円盤の曲げ強度は７
Ｎ／ｍｍ²であることが判った。厚さ８ｍｍの他の円盤を６０℃の温度の海水中に２４時間保存した後の曲げ強
度は３．７Ｎ／ｍｍ²であった。

【００２７】例８例１に記載の炭化水素質バインダーを例７に記載したような混合物の製造に使
用した。この混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した。このブロックから厚さ８ｍｍの円盤を鋸で切断した。この円盤の曲げ強度は７
Ｎ／ｍｍ²、気孔率は１％であった。ブロックの圧縮強度は、１２．８Ｎ／ｍｍ ² であった。厚さ８ｍｍの他の円盤を６０℃の温度の海水中に２４時間保存した後の曲げ強
度は６．４Ｎ／ｍｍ²であった。

【００２８】例９（比較例）米国産の原油を大気圧で蒸留し、得られた残査を減圧下に蒸留することにより
、ビチューメンバインダーを得た。減圧下の蒸留後に得られた残査は、大気圧条
件下では５２０℃以上の沸点を有するものである。また、この残査の針入度は６
ｄｍｍ、アスファルテン含有量は２２％であった。このアスファルテンは、芳香
族炭素を５３．６％含有していた。バインダーを溶融し、例１に記載の充填剤、
砂及び石と一緒に混合物の製造に使用した。この混合物１．１ｋｇをマーシャル
法に従ってブロックの製造に使用した。ブロックから厚さ８ｍｍの円盤を鋸で切断した。この円盤の曲げ強度は５．６
Ｎ／ｍｍ²、気孔率は２．６％であった。

【００２９】例１０（比較例）中東産の原油を大気圧下で蒸留し、得られた残査を減圧下で蒸留して、ビチュ
ーメンバインダーを得た。減圧下の蒸留後に得られた残査は、大気圧条件下では
５２０℃以上の沸点を有するものである。この残査は５ｄｍｍの針入度を有し、
アスファルテンを１０．３重量％含有していた。このアスファルテンは、芳香族
炭素を５７．９％含有していた。この混合物１．１ｋｇを溶融し、例１に記載したようにマーシャル法に従って
ブロックの製造に使用した。このブロックから鋸で切断した厚さ８ｍｍの円盤は、２．４Ｎ／ｍｍ²の曲げ
強度及び３．３％の気孔率を有していた。

【００３０】例１１例１に記載の炭化水素質バインダーをバインダー７．５重量％、赤色粉末（
酸化鉄）７重量％、充填剤１５．１５重量％、砂３８．９２重量％及び石
３８．９３重量％を含む混合物の製造に使用した。上記量は全て、例１に記載の
固体粒子の全量を基準とする。混合物１．１ｋｇをマーシャル法の製造に使用した。このブロックから厚さ８ｍｍの円盤を鋸で切断し、曲げ強度試験をしたところ
、７．３Ｎ／ｍｍ²の値を示した。円盤の気孔率は１．８％であった。

【００３１】例１２例１に記載した炭化水素質バインダーを充填剤を赤色粉末（２０．２７重量％
）で置き換えた混合物の製造に使用した。混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した。曲げ強度は約４Ｎ／ｍｍ²であった。圧縮強度は、２０Ｎ／ｍｍ²であった。

【００３２】例１３例１に記載した炭化水素質バインダーを、炭化水素質バインダー７．９７重
量％、リサイクルアスファルト３７．６重量％、充填剤２１重量％及び砂
４１．４重量％の混合物の製造に使用した。上記量は全て固体粒子の全重量を基
準とする。混合物は、例１に記載の方法に従って製造した。混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した。ブロックから厚さ８ｍｍの円盤を鋸で切断した。円盤の曲げ強度は７．２Ｎ／
ｍｍ²、気孔率は１．２％であった。

【００３３】例１４例１に記載した炭化水素質バインダーを以下の組成：炭化水素質バインダー
７．９５重量％、グラファイトフレーク１７．４重量％、砂４１．３重量％
及び石４１．３重量％を有する混合物の製造に使用した。上記量は全て固体粒
子の全重量を基準とする。例１に記載した方法に従って混合し、この混合物１．
１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した。ブロックから厚さ８ｍｍの円盤を鋸で切断した。この円盤の曲げ強度は３．５
Ｎ／ｍｍ²であった。電気抵抗率は２０Ωであった。

【００３４】例１５例１に記載した炭化水素質バインダーを以下の組成：炭化水素質バインダー
７．８重量％、グラファイトフレーク８．５重量％、充填剤１０．２９重量
％、砂４０．６１重量％及び石４０．５８重量％を有する混合物の製造に使
用した。上記量は全て、固体粒子の全量を基準とする。例１に記載の方法に従っ
て混合し、混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した
。ブロックから鋸で切断した厚さ８ｍｍの円盤は、曲げ強度６．２Ｎ／ｍｍ²、
気孔率３％であった。電気抵抗率は２００Ωであった。

【００３５】例１６例１に記載した炭化水素質バインダーをバインダー６．４３重量％、充填剤
５．８重量％、砂１０．１３重量％及び石８４．０７重量％からなる極め
て目の粗い（ｏｐｅｎ）組成物の製造に使用した。上記量は、固体粒子の全重量
を基準とする。例１に記載の方法に従って混合し、混合物１．１ｋｇをマーシャ
ル法に従ってブロックの製造に使用した。曲げ強度は２Ｎ／ｍｍ²と評価された。圧縮強度は７．６Ｎ／ｍｍ²であった。

【００３６】例１７（比較例）５２０℃以上の沸点を有する中東産の残査留分を熱分解し、次いで生成物を真
空フラッシュして軽質留分を除去することにより、炭化水素質バインダーを得た
。得られたバインダーは、大気条件下では５２０℃以上の沸点を有するものであ
る。この炭化水素質バインダーは４７ｄｍｍの針入度を有し、またアスファルテン
を１２．６重量％含有していた。このバインダーを例１に記載したように、混合
物の製造に使用した。この混合物１．１ｋｇをマーシャル法に従ってブロックの製造に使用した。ブロックから厚さ８ｍｍの円盤を鋸で切断した。曲げ強度は３．６Ｎ／ｍｍ² であった。ブロックの圧縮強度は５．９Ｎ／ｍｍ²であった。

【００３７】本発明の実施例から、本発明の組成物が良好な曲げ強度を有することが判る。例１と例６（比較例）との比較及び例７（比較例）と例８との比較から、本発
明の組成物は、ＮａＣｌ含有水に曝した後もＨＣｌ含有水に曝した後も、本発明
ではない組成物よりも良好な曲げ強度を維持していることが判る。例３Ｂ及び例３Ｃからは、本発明組成物の曲げ強度が熱処理により増大するこ
とが判る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷＦターム(参考） 4J002 AA001 AA002 AB011 AB012 AC001 AC002 AG001 AG002 DJ006 DJ036 DM006 GL00 GL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体粒子を７０〜９９重量％及び炭化水素質バインダーを３０
〜１重量％含有し、前記バインダーが、（ｉ）芳香族炭素を少なくとも６０％含
有するアスファルテンをバインダー全体に対し１５〜９５重量％、及び（ｉｉ）
別の炭化水素をバインダー全体に対し５〜８５重量％含有する、但し前記固体粒
子は炭素粒子単独であることはない、曲げ強度が少なくとも０．５Ｎ／ｍｍ²で
あるソリッドステート組成物。
【請求項２】組成物の曲げ強度が、少なくとも３Ｎ／ｍｍ²である請求項１
に記載の組成物。
【請求項３】組成物中の前記炭化水素質バインダーが、多くとも１０ｄｍｍ
の針入度を有する請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】前記炭化水素質バインダーが、炭化水素の熱分解で得られた生
成物からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５】前記炭化水素質バインダーが、炭化水素油を３５０〜５００℃
の温度に予備加熱し、この予備加熱した油を熱分解を起こすような条件に維持し
、次いで１種以上の軽質留分を分離することにより得られた生成物からなる請求
項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６】該組成物が、固体粒子の量に対しシリカを１〜１００重量％含
有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項７】固体粒子７０〜９９重量％及び溶融炭化水素質バインダー３０
〜１重量％を混合し、但し前記バインダーは、（ｉ）芳香族炭素を少なくとも６
０％含有するアスファルテンをバインダー全体に対し１５〜９５重量％、及び（
ｉｉ）別の炭化水素をバインダー全体に対し５〜８５重量％含有する、次いで得
られた混合物を固化することからなる、但し前記固体粒子は炭素粒子単独である
ことはない、請求項１〜６のいずれか１項に記載のソリッドステート組成物の製
造方法。
【請求項８】請求項１〜６のいずれか１項に記載の組成物の建造物での使用
。
【請求項９】請求項１〜６のいずれか１項に記載の組成物を含む建設要素。
【請求項１０】前記要素の寸法が、多くとも１ｍ×多くとも１ｍ×多くとも
２ｍである請求項９に記載の要素。
【請求項１１】請求項９又は１０に記載の建設要素を含む建造物。